分享

光现象实验探究分类解析

 当以读书通世事 2023-11-30 发布于甘肃

).小孔成像

(1)如图所示,用易拉罐制作的简易针孔照相机,做小孔成像实验。                 图片

(1)针孔照相机的原理是:              ,利用它观察蜡烛的成像时,孔对着               (选填“蜡烛 ”或 “眼睛 ”),可观察所成的像;

(2)将蜡烛靠近针孔照相机少许,蜡烛的像将             (选填“变大 ”“变小 ”或“不变 ”)。(变化规律)
(3)若只将小圆孔改为三角形小孔,可在照相机上看到倒立            (选填“三角形 ”、“圆形 ” 或“烛焰 ”)的像。若他在底部扎了两个小孔,则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有       选 填(“一 ”或“两 ”)个。
(4)正午时,小华在地面上铺一张白纸,将刻有边长为 1cm 的小孔的纸板正对着太阳,保持纸板与白纸的距离为 30cm ,观察白纸上的光斑:为了研究小孔大小对成像的影响,小明又设计了四种有不同形状孔的卡片甲,并用另一张卡片乙覆盖在甲上,如图所示。接着,从图示位置沿箭头方向水平移动乙,改变孔的大小,观察光斑形状的变化情况,能满足实验要求的         (选填 A 、B 、C 、D), 理由是:            (控制变量法)

图片

(5) ①正对着太阳,保持纸板与地面距离为 1m 不变,刚开始时, 白纸上光斑大小将           (“变大 ”、“不变 ” 或“变小 ”),光斑亮度           (“增强 ”、“不变 ”或“减弱 ”);②当小孔足够小时,此时光斑形状是圆形,继续  移动覆盖的卡片,减小通光孔的大小, 白纸上光斑大小将           (“变大 ”、“不变 ”或“变小 ”),光斑亮度              (“增强 ”、“不变 ”或“减弱 ”)。

(6)晴天的正午时分,走在滨江公园的树林里,小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑(如图乙所示),圆形光斑大小不一原因是            

图片

(7)兴趣小组页 2 自制道具探究小孔成像:如下图甲图所示,她将易拉罐盖子去除,在底部中心钻个小孔,AB 为两端开口的圆形纸筒,用半透明塑料薄膜将 A 端蒙住,然后将纸筒插入易拉罐观察。为便于观察研究,应将           (A/B)端插入易拉罐,利用它观察窗外景物时,人眼应对着            (薄膜 /小孔)进行观察,将纸筒向易拉罐内推的过程中,观察到的像将           (变大/不变/变小)

(8)小组同学采用 LED 灯研究像的性质,下列形状的 LED 光源最合适的是           

A.C 形      B.T 形      C.X 形      D.P 形

(9)小孔所成的是上下           (正立/倒立),左右           (正立/倒立)的           (实/虚)像。

(10)小组同学又制作了挖空的硬纸板,如乙图所示,大小正方形孔的边长分别约 5cm和 2mm ,他们将纸板抓 在手中对着太阳,调节纸板观察地面上的光斑,上面右图四图中光斑的大小形状符合实际的是           。小明在实验中发现有时光斑呈椭圆形,则原因可能是:           

【答案】 光的直线传播     蜡烛     变大     烛焰     两     A     控制小孔形状一定     变小     不变     不变     减弱     树叶缝隙到地面距离不同     A     薄膜     变小     D     倒立     倒立     实     C     阳光与地面不垂直

【详解】(1)[1]题中的简易针孔照相机是利用小孔成像的原理制作的,小孔成像是光的直线传播形成的。

[2]孔应该对着蜡烛,让火焰的光线通过小孔进入筒内,可观察到塑料薄膜上形成的像。

(2)[3]将蜡烛靠近针孔照相机少许,物距减小,像距不变,所以蜡烛的像将变大。

(3)[4]小孔成像时像的形状与小孔的形状无关,所以只将小圆孔改为三角形小孔,像的形状不变,所以看到的还是烛焰的像。

[5]由于有两个小孔,每个小孔会成一个像,因此可以再薄膜上观察到两个像。

(4)[6][7]在研究小孔大小对成像的影响,则孔的形状不应该改变,A图中从图示位置沿箭头方向水平移动乙时,孔的大小改变,形状没变,而其他三个图中从图示位置沿箭头方向水平移动乙时,孔的大小和形状都发生了改变,故A符合题意。

故选A。

(5)[8][9]因为太阳光是平行光,开始时孔较大,所以形成的是和孔面积大小相等的光斑,而且亮度与孔大小无关,光斑亮度不变,当减小孔的大小时,白纸上光斑大小将变小,光斑亮度不变。

[10][11]当小孔到地面的距离一定时,小孔越来越小,地面上就越容易得到太阳的像,此时光斑形状是圆形,继续移动覆盖的卡片,减小通光孔的大小,白纸上的光斑大小将不变,光斑亮度减弱。

(6)[12]阳光透过树叶缝隙在地上留下的光斑,属于小孔成像现象,此时树叶间的缝隙就是小孔,地面上的圆形光斑大小不同,是因为小孔与地面的距离不同,小孔与太阳之间的距离基本相同的,小孔与地面的距离越远,在地面上留下的光斑会越大。

(7)[13]半透明塑料薄膜相当于光屏,为了成像清晰、便于观察,应将半透明膜的另一端插入易拉罐,也就是A端插入易拉罐。

[14]利用它观察窗外景物时,孔对着窗外,膜对着眼睛进行观察。

[15]将纸筒向易拉罐内推的过程中,物距不变,像距减小,观察到的像将变小。

(8)[16]为了研究成像性质,以及便于观察,实验时应选择上下左右都是不同的LED灯。

故选D。

(9)[17][18][19]小孔所成的像是倒立的实像,倒立是上下左右都倒。

(10)[20]太阳光通过2mm的小孔时成太阳倒立缩小的实像,太阳光通过5cm的大孔时,由于太阳光是平行光,孔较大时,形成的是与孔形状相同的光斑。

故选C。

[21]可能是阳光斜射入小孔,得到椭圆形光斑。

(二)平面镜成像


1.如图是小红同学探究“平面镜成像的特点”实验装置。图中A、B是两只外形相同的蜡烛。

图片

图片

(1)如图甲,点燃A蜡烛,小心地移动B蜡烛,直到与A蜡烛的像完全重合为止,这说明像与物的大小相等,这种确定像与物大小关系的方法是                  (选填“控制变量法”、“等效替代法”或“科学推理法”)。
(2)若图乙中猫的头部位置保持不变,把镜子沿MN截成两半,其中的一半平行向后移一段距离,则猫的头部通过左、右两半面镜子          
A.都不能成像
B.各成半个像,合起来成一个完整的像
C.都成完整的像,且两个像在同一位置
D.都成完整的像,且两个像在不同位置
(3)小明看到自己的手表与同桌的相同,于是突发奇想将两块手表替代A、B蜡烛,正立于玻璃板两侧,如图丙所示,此时A手表指针指在9点整,那么B手表的指针应调至             点才能与A手表指针的像完全重合。
(4)如图丁是由本实验得出结论在实际生活中的一个应用。检查视力的时候,视力表放在被测者头部的后上方,被测者识别对面墙上镜子里的像。则视力表在镜中的像与被测者间的距离为            m。
【答案】 等效替代法 D 3 4.6
【详解】(1)[1]无法将蜡烛A与A的像直接比较,拿一个与A完全相同的B与A的像进行比较,相当于A与A的像直接比较。这种方法叫做等效替代法。
(2)[2]将镜子分成两部分后,每部分都是一个独立的平面镜,故猫通过每个镜子都能成像。平面镜成像时,像与物关于镜面对称,但镜面的位置不同,故像的位置不同。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(3)[3]观察丙图可知,A表中9点刻度线与B表中3点刻度线是关于镜面对称的,故应当将B表指针调到3点整。
(4)[4]视力表距离镜子2.5m,则它的像距离镜子2.5m,人与视力表的像的距离为
L=2.5m+2.5m-0.4m=4.6m

2.如图所示,在探究“平面镜成像的特点”实验中,桌面上已给出的器材有:带支架的玻璃板、铅笔各一个,完全相同的蜡烛两个,白纸一张,火柴一盒。

图片

(1)为了便于观察,该实验最好在           环境中进行(选填“较亮”或“较暗”);

(2)实验中,改变蜡烛A到镜面的距离,移动镜后的蜡烛B,发现B总能与A的像完全重合,说明平面镜成像的大小与物体到镜面的距离           (选填“有关”或“无关”);

(3)为确定像的虚实,需在蜡烛B位置放一个光屏,并在图乙中的           处观察光屏上是否有像(选填“①”、“②”、“③”或“④”);接着,他把平面镜从如图乙所示的位置绕O点顺时针转过,在此过程中,烛焰的像到烛焰的距离           

(4)另一位同学直接用平面镜来确定像的位置,如图丙所示,平面镜竖直放置在铺有白纸的水平桌面上,将5节同样的小电池直立在白纸上,保持电池①的位置不变,移动其它电池,使电池③遮挡住电池①的像和电池②,电池⑤遮挡住电池①的像和电池④,在白纸上记录下电池的位置如图丁所示,请在图丁中作出电池①像的位置并用“·”表示,并作出平面镜的位置           。(保留作图痕迹)

【答案】 较暗 无关 ③ 不变    图片
【详解】(1)[1]点燃蜡烛,烛焰在明亮的环境中,烛焰和明亮环境对比度较小,成像不太清晰;烛焰在黑暗环境中,烛焰和黑暗环境的对比度大,成像更清晰。
(2)[2]蜡烛A与B大小完全相同,B与A的像完全重合,说明A与A的像大小相同,不论物到镜的距离远还是近都得看到相同的现象,这说明像与物大小相同,与距离无关。
(3)[3]为确定像的虚实,在蜡烛B位置放一个光屏,在玻璃板的后面观察光屏上是否有像,即在图中的③处观察光屏上是否有像。
[4]平面镜成的像和物体关于平面镜对称,把平面镜从如图乙所示的位置绕O点顺时针转过,在此过程中,烛焰的像到烛焰的距离不变。
(4)[5]保持电池①的位置不变,移动其它电池,使电池③遮挡住电池①的像和电池②,电池⑤遮挡住电池①的像和电池④,根据光的直线传播可知两条直线的交点是①的像,左侧①和它的像的垂直平分线,是平面镜的位置。

3.在做“探究平面镜成像”的实验时,如图所示。

图片

图片

(1)现有厚度分别为5mm和2mm的两块玻璃板,应选择           mm厚的玻璃板做实验,实验时不采用平面镜而采用玻璃板,其目的在于           

(2)点燃蜡烛A,透过玻璃板观察到A的像,把与A完全相同的蜡烛B放在像的位置,观察到B与像完全重合,说明像与物           

(3)如果移去后面的蜡烛,在B位置上放一张白纸板,则白纸板上将           (选填“有”或“没有”)蜡烛的像。

(4)实验过程中如果玻璃板没有垂直架在纸上,而是如图乙所示倾斜,蜡烛A的像应是图中的           (选填“A1”、“A2”或“A3”)

(5)在进行该实验时,老师要求学生要多次改变蜡烛A与玻璃板的距离,并测量比较像与物体到平面镜的距离关系,其目的与           相同。

A.多次测量物理课本的长度    B.多次测量入射角和反射角的度数

(6)为了进一步探究像与物的对称关系,你建议选取丙图中序号为           的字母积木进行探究。

【答案】 2     确定像的位置     大小相同     没有     A1     B     ②

【详解】(1)[1]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,影响到实验效果,所以应选用薄玻璃板,用2mm厚的。

[2]为了确定像的位置,让蜡烛A的像和蜡烛B重合,既能观察到A蜡烛像的同时,也能观察到B蜡烛,实验中要使用透明的玻璃板。

(2)[3]蜡烛B和A的像重合,说明蜡烛B和A的像等大,AB是相同的蜡烛,所以A蜡烛和A的像相同.所以当B蜡烛与A蜡烛的像重合时,证明像与物的大小相等。

(3)[4]移去后面的蜡烛B,并在原位置上放一光屏,平面镜成的像是虚像,光屏上不能呈现蜡烛A的像。

(4)[5]实验过程中如果玻璃板没有垂直架在纸上,而是如图乙所示倾斜,物与像关于镜面对称,蜡烛A的像应是图中的A1。

(5)[6]多次改变物体到玻璃板的距离,为了多次实验,得出普遍规律;

A.多次测量物理课本的长度,是由于测量工具或测量方法等会产生实验误差,为了减小误差故采取多次测量求平均值的方法。

B.多次测量入射角和反射角的度数,这是为了多次实验后,得出普遍规律。

故选B。

(6)[7]为了进一步探究像与物的对称关系,建议选取图中序号②的字母积木进行探究,因为序号为①③④的字母积木左右对称区别不大,现象不明显,故①③④不符合题意,②符合题意。

(三)光的折射

1.如图是“探究光的折射规律”的实验光路:

图片

(1)如图,将有折射光线的半个光屏向后折转一个角度,观察到光屏上无折射光线,得出结论:折射光线、入射光线与法线             ;折射光线、入射光线         法线两侧;

(2)改变入射角的大小,观察折射光线和折射角的变化情况,记录如下:

入射角i

10°

20°

30°

40°

50°

60°

70°

80°

85°

折射角r

15°

22°

29°

35°

41°

45°

47°

48°

折射光线亮度

分析实验数据发现:光从空气斜射入水时,折射角           入射角,折射角随入射角增大而           

(3)由表格数据猜想,随着入射角的增大,反射光线的亮度变化情况为         ,产生这种情况的原因可能是         

【答案】 在同一平面内     分别位于     小于     增大     变亮     见解析

【详解】(1)[1]将有折射光线的半个光屏向后折转一个角度,则入射光线与折转的那部分光屏不在同一平面内,光屏上无法接收到折射光线,说明折射光线、入射光线与法线在同一平面内。

[2]根据光的反射定律:在反射现象中,反射光线、入射光线分别位于法线两侧。

(2)[3][4]根据表格数据可知,当光从空气斜射入水时,随着入射角的增大,折射角也增大,但折射角始终小于入射角。

(3)[5][6]由表格数据可知,随着入射角的增大,折射角也随着增大,折射光线亮度随着入射角的增大由亮变暗,这说明随着入射角的增大,折射光线变少,则反射光线增多,因此反射光会越来越亮。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多